核聚變堆包含構成能源的等離子體和各種設備,在核聚變堆開發(fā)過程中,了解它們之間的關系十分重要。本書作為核聚變堆設計書,對等離子體的基礎以及各種設備進行了系統(tǒng)說明。本書對于我國核聚變堆相關技術的發(fā)展,尤其是對于中國聚變工程實驗堆(CFETR)的設計與建設,具有重要的參考價值。
2019年3月,在日本札幌市的紀伊國屋書店,我看到剛出版不久的日文版《核聚變堆設計》,心里充滿了驚喜。同時感嘆著者竟然能夠以一人之力,完成覆蓋如此寬大領域的巨著。
當我向國內(nèi)核聚變同行報告此書的出版消息時,大家都認為應該盡快翻譯出來。我國核聚變能的研究開發(fā)目前十分活躍,本書中文版的出版應是正逢其時。
我自己以前與著者岡崎隆司先生并無聯(lián)系,此次通過日本北海道大學的相熟教授,才輾轉聯(lián)系上他,并得到他對中文翻譯工作的熱情支持。
本書翻譯由北京科技大學萬發(fā)榮(前言,1、2、7、8、11、12、20章)、中國科學技術大學葉民友(9、10章)、核工業(yè)西南物理研究院王煉(3、4、5、6章)、中國科學院等離子體物理研究所劉智民(13、14、15、16、17、18、19章)承擔,最后由萬發(fā)榮負責統(tǒng)稿。另外,在征得著者同意的前提下,對原書個別地方進行了訂正。
感謝核工業(yè)西南物理研究院原院長潘傳紅為此書中文版作序!
岡崎隆司,1952年生,理學博士,國際知名核聚變堆工程專家,曾任日立公司能源研究所核聚變堆項目負責人,并參與INTOR、FER、ITER等裝置的設計開發(fā)與研究工作。
萬發(fā)榮,1955年生,北京科技大學教授,曾任教育部高等學校材料科學與工程教學指導委員會委員、國家磁約束核聚變專家委員會委員,長期從事材料物理的教學與核聚變堆材料輻照損傷的研究。
葉民友,1962年生,中國科學技術大學講席教授,中國核工業(yè)教育學會副理事長,中國核學會射線束技術分會副理事長,核工程類專業(yè)認證委員會委員,全國核能標準化技術委員會核聚變分技術委員會委員,曾任科技部國家磁約束聚變堆總體設計組成員兼秘書長,兩次擔任國家磁約束核聚變能發(fā)展研究專項的首席科學家。
王煉,1993年生,核工業(yè)西南物理研究院助理研究員,主要從事等離子體診斷及理論模擬方面的研究工作。
劉智民,1962年生,中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院等離子體物理所研究員,中國科學技術大學研究生院科學島分院教授,主要從事磁約束核聚變中性束注入加熱技術的研究工作。
中文版自序
中文版序
譯者序
前言
第1章 核聚變堆特征
1.1 作為能源的核聚變
1.2 核聚變反應
1.2.1 用于核聚變堆的核反應
1.2.2 核聚變反應截面
1.2.3 反應速率
1.3 等離子體約束方式
1.3.1 磁約束
1.3.2 慣性約束
第2章 核聚變堆基礎
2.1 能量平衡
2.2 核聚變堆結構
2.3 核聚變堆的發(fā)電條件
2.4 堆芯等離子體條件
2.5 核聚變堆對于等離子體的要求
2.6 運行方案
2.7 核聚變堆的開發(fā)研究階段
第3章 等離子體解析基礎
3.1 玻爾茲曼方程
3.2 等離子體解析
3.3 磁流體動力學方程
3.4 動力學方程
3.5 線性近似后的動力學求解(一維)
3.6 線性近似后的動力學求解(三維)
3.7 準線性理論
3.8 湍流理論
3.9 中子輸運理論
……
第4章 等離子體平衡與穩(wěn)定性
第5章 等離子體輸運與約束
第6章 芯部等離子體設計
第7章 包層
第8章 面向等離子體壁
第9章 線圈系統(tǒng)
第10章 等離子體加熱電流驅(qū)動
第11章 真空容器
第12章 燃料循環(huán)系統(tǒng)
第13章 低溫恒溫器
第14章 核設計
第15章 運行維護
第16章 冷卻系統(tǒng)
第17章 電源系統(tǒng)
第18章 運行控制系統(tǒng)和測量系統(tǒng)
第19章 安全性
第20章 分析程序